小信号谐振放大器设计.doc

东北石油大学
课程设计
课程高频电子线路
题目小信号谐振放大器设计
院系电子科学学院
专业班级电信07-6班
学生姓名姜露
学生学号 070901140601
指导教师



2011年 3月 4日
东北石油大学课程设计任务书
课程高频电子线路
题目小信号谐振放大器设计
专业电子信息工程姓名姜露学号070901140601
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容
根据高频电子线路课程所学内容,设计一个小信号谐振放大器。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题,掌握小信号谐振放大器的基本设计方法,加深对该门课程的理论知识的理解,提高电子实践能力。
2、基本要求
设计一个小信号谐振放大器,主要技术指标为:
(1) 谐振频率;
(2) 谐振电压放大倍数;
(3) 通频带;
(4) 矩形系数。
3、主要参考资料
[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨:高等教育出版社,2006.
[2] 张肃文,陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京:高等教育出版社,1993.
[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉:华中科技大学出版社,2000.
[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2002.
完成期限 2月28日-3月4日
指导教师
专业负责人
2011 年 2 月 25 日
一、电路原理
(采用集成电路的可对芯片进行介绍)
高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器,而最常用的是窄带放大器,它是以各种选频电路做负载,兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是:
(1)增益要高,即放大倍数要大。
(2)频率选择性要好,即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强,通常用Q值来表示,其频率特性曲线如图1所示,带宽BW=f2-f1=,品质因数Q=f0/。图1
(3)工作稳定可靠,即要求放大器的性能尽可能的不受温度、电源电压等外界因素变化的影响,内部噪声要小,特别是不产生自激,加入负反馈可以改善放大器的性能。图2
(4)前后级之间的阻抗匹配,即把各级联接起来之后仍有较大的增益,同时,各级之间不能产生明显的相互干扰。

(1) 谐振频率;
(2) 谐振电压放大倍数;
(3) 通频带;
(4) 矩形系数。
谐振频率
放大器的谐振回路谐振时所对应的频率称为谐振频率。的表达式为:
式中,L为谐振放大器电路的电感线圈的电感量;为谐路的总电容,的表达式为:
式中,为晶体管的输出电容;为晶体管的输入电容。
谐振频率的测试步骤是,首先使高频信号发生器的输出频率为,输出电压为几毫伏;然后调谐集电极回路即改变电容C或电感L使回路谐振。LC并联谐振时,直流毫安表mA的指示为最小(当放大器工作在丙类状态时),电压表指示值达到最大,且输出波形无明显失真。这时回路谐振频率就等于信号发生器的输出频率。
电压增益
:


的测量电路如图3-2-1所示,测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态。计算公式如下:
通频带
由于谐振回路的选频作用,当工作频率偏离谐振频率时,放大器的电压放大倍数下降,
时所对应的频率范围称为放大器的通频带BW,其表达式为:
式中,为谐振放大器的有载品质因素。
分析表明,放大器的谐振电压放大倍数与通频带BW的关系为:
上式说明,当晶体管确定,且回路总电容为定值时,谐振电压放大倍数与通频带BW的乘积为一常数。
设计步骤和调试过程
1、总体设计电路
如图所示电路为VT1晶体三极管、偏执电路及集电极回路等组成的单级单调谐放大器,电路中C1为耦合电容,R1、R2为基极偏置电阻,R3、C2为发射极偏置电阻及旁路电容。谐振回路由电感L1及电容C3、C4等组成。C3为可变电容,改变C3数值可以改变回路的谐振频率使放大器谐振在10MH Z上,R4为回路阻尼电阻,改变其大小可改变回路Q值。该级集电极输出是变压器耦合输出,输入输出匝数比为2:1。C5是下级耦合电容。由VT1、R5、R6、R7等组成的射极输出器,R5、R6等组成基极偏置电路,R7为射极电阻。L3、C7为滤波元件。
电路图
2、电路工作状态或元件参数的确定
静态工作点的确定
由于设计要求中心频率,电压增益,且电压增益不是很大,选用晶体管3DG6C在性能上可以满足需要。晶体管选定后,根据高频小信号谐振放大器应工作于线性